第十二章 造血干细胞及免疫细胞的生成
第一节 造血干细胞的特性和分化
一、造血干细胞的起源和表面标记
1、造血干细胞的起源：最早发生在卵黄囊，随后是胎肝，胚胎发育中期后及出生后，骨髓是造血场所。早期的造血干细胞是多能干细胞，具有自我更新和分化两种潜能。
2、造血干细胞的表面标记
（1)CD34：是一种高度糖基化跨膜蛋白，随造血干细胞的分化成熟逐渐消失，成熟细胞不表达。
（2)CD117：是干细胞生长因子受体（SCFR)，又称c－kit，也是多能造血干细胞的重要标记
（3)Lin－细胞
二、造血干细胞的分化
（一)多能造血干细胞的分化：
1、研究造血干细胞实验中的概念：
脾集落形成单位（colony forming unit-spleen, CFU-S)
体外培养集落形成单位（colony forming unit-culture, CFU-C)
2、造血干细胞发育分化的必要条件：骨髓、胸腺的微环境，通过分泌细胞因子或其他介质，如IL－7、CSF、胸腺激素、胸腺素、促胸腺生成素等；通过粘附分子和细胞外基质参与干细胞的分化。
（二)定向干细胞及其分化
1、髓样干细胞及其分化：红系在EPO作用下发育、分化；巨核系在血小板生成素（TPO)作用下分化；粒单系分化的刺激因子有GM－CSF／G-CSF、IL-3等
2、淋巴样干细胞的分化
（1)T细胞的分化发育 T细胞在胸腺发育过程中获得功能性TCR的表达、自身MHC限制以及自身免疫耐受。
① TCRα和β链基因重排：DN β链基因D-J重排→β链基因V-DJ重排→前T细胞（DP)表面表达pTα:β以及α链基因V-J重排→DP TCRαβ功能性表达表达
② CD3以及辅助受体CD4和CD8的表达
T细胞的成熟过程分为双阴性、双阳性和单阳性三个时期：
双阴性期（DN)：不表达CD3、CD4、CD8分子，称为双阴性T细胞。
双阳性期（DP) ：T细胞首先表达CD8分子，CD8分子的出现促进CD4分子的表达，CD3从低到高表达。转化成双阳性T细胞。
单阳性期（SP) ：双阳性T细胞在胸腺中再经第二次选择过程，分化为CD4＋T细胞或CD8＋T细胞，即单阳性T细胞。
③胸腺中T细胞的选择
部位：在胸腺皮质、髓质交界处。
阳性选择：阳性选择的意义在于赋予成熟T细胞具有识别、结合MHC的能力，使T细胞在识别抗原时显示MHC约束性。
阴性选择：其意义在于清除了自身反应性T细胞克隆
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（2)B细胞的分化发育 原始B细胞（pro-B细胞)→ pre-B细胞 → μ＋的不成熟B细胞 → μ＋δ＋的成熟B细胞（初始B细胞)→ 活化的B细胞→浆细胞。
Ig重链基因D-J重排→Ig重链基因V-DJ重排→表达μ链preB受体→轻链基因V-J重排→形成完整的mIgM →mIgM mIgD同时表达。
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3、NK细胞 骨髓是NK细胞发育分化的主要场所。
第二节 淋巴细胞抗原识别受体的编码基因及多样性的产生
一、BCR和TCR基因结构及其重排
（一)胚系基因结构
1、V区基因和Ｃ区基因：每种肽链的编码基因均分为V区和Ｃ区基因。
BCR的Ｈ链、TCR的β、δ链的Ｖ区基因由Ｖ、D、J三个基因片段组成。
BCR的κ或λ链、TCR的α、γ链由Ｖ、J两个基因片段组成。
BCR、TCR的各个Ｖ基因片段之前均有前导序列，编码前导肽。
2、抗原受体的胚系基因结构
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（二)淋巴细胞发育过程中抗原受体基因的重排
1、重组酶及其重组信号序列：（1)重组激活酶，切除重组信号序列。（2)末端脱氧核苷酸转移酶，用于N插入。（3)其他DNwww.med126.com/zhicheng/A外切酶、DNA合成酶。
七聚体－间隔序列－九聚体称为重组信号序列（recombination signal sequences，RSS)，
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2、BCR基因表达的一些特点
（1)等位排斥和同种异型排斥
等位排斥（allelic exclusion)：是指B细胞中位于一对染色体上的轻链和重链基因，其中只有一条染色体上的基因得到表达，这样对遗传上是杂合子的个体来说，也同样保证了一个B细胞只表达一种轻链和一种重链，也即只表达一种特异抗原受体。TCR也有等位排斥。
同种型排斥（isotype exclusion)：是指两种轻链之间的排斥，轻链有κ和λ链,但一个BCR和Ig分子只能表达其中的一种,在不同的物种中κ和λ链的表达变化很大,在小鼠和大鼠κ∶λ的比率为95∶5,在人是65∶35。
（2)
类别转换
在抗体应答过程中，抗原激活B细胞后，膜上表达和分泌的Ig类别会从IgM转换成IgG,IgA,IgE等其他类别或亚类的Ig，这种现象称为类别转换（class switch)或同种型转换（isotypeswitch)。
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（3)BCR和分泌型Ig：编码膜型Ig重链羧基端有两个外显子（MC)，分别编码疏水的跨膜区和膜内部分，而分泌型Ig重链羧基端序列是由外显子SC编码的，SC序列结在恒定区结构域最末一个外显子之后。转录时，如果只转录到SC,则成为分泌型Ig，如果转录时包括MC，而把SC剪切掉，则表达为BCR。
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二、抗原识别受体多样性产生的机制
1、组合造成的多样性(combinatorial diversity)V区基因片段的组合和轻重链的组合。
2、连接造成的多样性（junctional diversity)发生于CDR3区位于Ｖ、J或V、D、J片段连接处。如 N插入只发生在重链的V和D或Ｄ和J之间。
3、体细胞高频突变造成的多样性 体细胞高频突变是已成熟的B细胞而且只在次级淋巴器官的生发中心中，发生在重排过的V基因上的突变。主要的方式是点突变和体细胞高频突变导致抗体在应答过程中会产生亲和力成熟的现象。
TCR与BCR不同的是： 没有体细胞高频突变。N区插入多于BCR，TCRαβ中, α链和β链基因都有N区插入,在α链的V-J片段和β链的V-D\D-J之间都有N区插入。人的γδ基因是否有N区插入还不清楚。TCRV区基因发生有效重排机会较多
BCR多样性可达1014，TCRαβ的多样性1016。
三、淋巴细胞的克隆选择
1、众多的淋巴细胞克隆具有各自特异的抗原受体，但都来自于同一个淋巴祖细胞
2、在淋巴细胞发育早期，未成熟淋巴细胞如结合自身抗原即被克隆删除，发生自身免疫耐受
3、成熟淋巴细胞可识别外来抗原，并发生活化和克隆扩增
4、同一克隆的淋巴细胞识别相同的抗原，受抗原刺激的淋巴细胞分化为效应细胞，清除相应的抗原。
